Gelombang longitudinal adalah getaran atau getaran yang merambat dalam medium sejajar dengan arah gerak. Ketika satu partikel getaran terganggu, ia meneruskan gangguan ke partikel berikutnya, mengangkut energi gelombang. Saat energi diangkut, partikel-partikel medium dipindahkan oleh gerakan kiri dan kanan. Misalnya, jika gelombang longitudinal merambat ke timur melalui suatu medium, gangguan akan bergetar secara paralel dengan arah kiri-ke-kanan bolak-balik, bukan gerakan naik-turun gelombang transversal.
Gelombang longitudinal dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu non-elektromagnetik dan elektromagnetik. Perbedaan utama antara keduanya adalah gelombang elektromagnetik dapat mengirimkan energi melalui ruang hampa, sedangkan gelombang non-elektromagnetik tidak bisa. Gelombang non-elektromagnetik meliputi gelombang tekanan dan gelombang suara. Gelombang plasma dianggap sebagai gelombang longitudinal elektromagnetik.
Gelombang P, atau gelombang tekanan, adalah jenis gelombang kompresional atau elastis yang dapat merambat melalui berbagai media seperti gas, padatan, dan cairan. Selama peristiwa seismik, gelombang tekanan dihasilkan sebagai akibat dari kompresi dan dekompresi bolak-balik. Misalnya, osilasi yang dihasilkan oleh gempa bumi menyebabkan getaran yang merambat melalui tanah dan air. Dari semua jenis gelombang seismik, gelombang tekanan dianggap yang tercepat, memungkinkan mereka untuk menempuh jarak yang sangat jauh. Gelombang tekanan direkam oleh alat yang disebut seismometer yang mengukur gerakan tanah.
Gempa juga dapat menghasilkan gelombang suara. Seperti gelombang tekanan, gelombang suara bersifat kompresional, artinya gelombang mengembang dan memampatkan materi saat bergerak melaluinya. Gelombang suara, seperti gelombang p, membutuhkan media untuk mengangkut energi dari satu area ke area lain. Cepat rambat bunyi bergantung pada medium yang dilaluinya. Umumnya gelombang suara bergerak lebih cepat di media padat dibandingkan media non-padat, seperti udara.
Menggunakan garpu tala adalah contoh yang baik tentang bagaimana suara dihasilkan dan ditransmisikan melalui media udara. Gerakan garpu menghasilkan getaran yang mengganggu partikel udara, menghasilkan serangkaian tindakan kompresi dan dekompresi. Tindakan ini menghasilkan nada musik murni sebagai hasilnya.
Tidak seperti gelombang tekanan dan suara, gelombang plasma tidak dapat dihasilkan langsung dari gempa bumi. Sebaliknya, gelombang plasma harus dihasilkan dari sumber listrik atau magnet. Laser adalah contoh perangkat yang menghasilkan gelombang plasma ketika berinteraksi dengan gas pengion. Jenis gelombang longitudinal ini dapat berada dalam keadaan terionisasi atau bermuatan. Gelombang elektromagnetik juga dapat berbentuk gelombang transversal, sedangkan gelombang tekanan akan selalu berupa gelombang longitudinal.